Petit compilateur

NFA003 2008-2009
Joëlle Delacroix
ED CHAINE DE PRODUCTION DE PROGRAMMES
Exercice 1 : Petit compilateur
On considère un petit langage simple défini comme suit:
<instruction> ::= <affectation> | <conditionnelle>
<conditionnelle> ::= ? <condition> : <affectation>
<condition> ::= <expression> {=|#} <expression>
<affectation> ::= <identificateur> = <expression>
<expression> ::= <facteur> {+|-} <expression> | <facteur>
<facteur> ::= <terme> {*|/} <facteur> | <terme>
<terme> ::= <identificateur> | <nombre> | ( <expression> )
Les identificateurs sont des unités lexicales constituées soit d'une lettre unique, soit d'une
lettre suivie d'un chiffre. Les nombres sont également des unités lexicales constituées de
chiffres; on ne prend en compte que des entiers positifs ou nuls. Ces unités lexicales peuvent
donc être définies par les règles suivantes:
<identificateur> ::= <lettre> | <lettre><chiffre>
<nombre> ::= <chiffre><nombre> | <chiffre>
Les espaces ne peuvent se trouver à l'intérieur d'une unité lexicale, et n'ont pas de
signification. Une instruction doit se trouver toute entière sur une seule ligne, et une ligne ne
peut contenir qu'une seule instruction.
A- L'analyse lexicale consiste à reconnaître la suite des unités lexicales d'une ligne.
Donner le résultat fourni par l'analyseur lexical pour les lignes suivantes:
A1 = A * 100 + 2*B
? A1 = B : C = D
?A=3
AB=32
A=2!3
B- L'analyse syntaxique consiste à vérifier la concordance de la suite des codes syntaxiques
telle qu'elle résulte de l'analyse lexicale avec les règles de syntaxe du langage. Elle permet
aussi de retrouver la structure syntaxique du "programme".
Donner la structure syntaxique pour chacune des lignes suivantes:
A1 = A * 100 + 2*B
? A1 = B : C = D
?A=3
AB=32
A=2!3
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Exercice 2 : Compilation
Soit le langage défini par les règles de Backus-Naur suivantes:
< programme > ::= PROGRAM < nom de programme > < corps de programme >
< corps de programme > ::= < suite de declarations >< suite d'instructions > FIN
< suite de declarations > ::= < declaration >| < declaration > < suite de declarations >
< declaration > ::= < identificateur > : REEL := <valeur réelle> ; | < identificateur > : ENTIER :=
<valeur entière> ;
< suite d'instructions > ::= < instruction > | < instruction > < suite d'instructions >
< instruction > ::= < addition > | < multiplication >
< identificateur > ::= < lettre >
< valeur entière > ::= < chiffre >
< valeur réelle > ::= < chiffre > , < chiffre >
< nom de programme > ::= <lettre > < chiffre >
< lettre > ::= A |B | C | D | E....|X | Y | Z
< chiffre > ::= 0 |1 | 2 | 3 | 4...|9
A. Une addition est de la forme A := B + 3 ; ou A := B + 3,2 ;
A et B sont des identificateurs, 3 est un entier et 3,2 est un réel.
Une multiplication est de la forme suivante : A := B * C ; A, B et C sont des identificateurs.
Ecrivez la règle BNF donnant la syntaxe d’une addition et celle donnant la syntaxe d’une
multiplication.
B. Soit à présent le programme suivant:
PROGRAM A3 /
A : REEL := 3,2;
B : ENTIER := 3,2;
A := A + 5,1 ;
B:= B * 61,
FIN
Entourez les unités lexicales reconnues. Signalez les éventuelles erreurs lexicales rencontrées à ce
niveau.
C. Pour chaque phrase du programme donnée ci-dessous, donnez l’arbre syntaxique correspondant.
Signalez les éventuelles erreurs syntaxiques rencontrées à ce niveau.
Phrase
Phrase 2
Phrase 3
Phrase 4
1 A : REEL := 3,2;
B : ENTIER := 3,2;
A := A + 5,1;
B:= B * 61,
Exercice 3 : Étude du chargeur et de l'éditeur de liens
Soit une machine disposant d’une mémoire de 10000 emplacements. Chaque emplacement
peut contenir un entier, qui peut représenter une donnée ou une instruction.
La machine dispose de 5 instructions qui sont codées comme suit:
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LOAD <adresse>
l'accumulateur
ADD
<constante>
MUL
<constante>
constante
STORE <adresse>
MEMOIRE[adresse]
JMP
<adresse>
adresse
10000 + adresse
met MEMOIRE[adresse] dans
20000 + constante
30000 + constante
ajoute la constante à l'accumulateur
multiplie l'accumulateur par la
40000 + adresse
met l'accumulateur dans
50000 + adresse
aller à l'instruction située à
On considère le module suivant:
NOM
PUBLIC
EXTERN
A:
WORD
B:
WORD
INCR: LOAD
MUL
ADD
STORE
JMP
FIN
ESSAI
INCR
SUITE
=25
1
A
10
1
B
SUITE
nom du module
réservation d'un emplacement pour A initialisé à 25
réservation d'un emplacement pour B non initialisé
Le résultat d'une compilation est un fichier dont les enregistrements décrivent non seulement
la traduction du module source dans le langage de la machine, mais aussi les informations
nécessaires pour relier ce module aux autres modules qui constitueront un programme. Ces
enregistrements peuvent prendre diverses formes, suivant qu'ils contiennent le code ou les
données du module, ou servent à l'établissements des liaisons intermodules.
Les enregistrements générés par le compilateur sont les suivants :
entête:
( identificateur_module : t_identificateur;
taille : entier );
lien_à_satisfaire: ( identificateur_l_a_s : t_identificateur );
lien_utilisable:
( identificateur_l_u : t_identificateur;
valeur_l_u : entier );
code_absolu, code_à_translater:
( adresse_code : entier;
valeur_code : entier );
code_avec_l_a_s:
( adr_code_l_a_s : entier;
numéro_l_a_s : entier;
valeur_code_l_a_s : entier );
adresse_lancement: ( adr_lanc : entier );
fin_module:
( ) ;
1. Le champ taille de l'enregistrement entête précise le nombre d'emplacements occupés
par le module.
2. Les liens à satisfaire sont implicitement numérotés, à partir de 1, suivant l'ordre
d'apparition, dans le module, des enregistrements lien_à_satisfaire qui les contiennent.
A.1- Donner la suite d'enregistrements que doit produire l'assembleur pour ce module.
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A.2- Lors d'une édition de liens d'un programme, le module ESSAI est placé à l'emplacement
relatif 123 dans le programme exécutable. SUITE est un lien utilisable dans un autre module, à
l'emplacement relatif 8. Cet autre module est placé immédiatement derrière le module ESSAI
dans le programme exécutable. Donner la suite des enregistrements produits par l'éditeur de
liens en provenance du module ESSAI.
A.3- Le chargeur place le programme à l'emplacement 1042 de la mémoire. Donner le
contenu des emplacements de la mémoire qui contiennent ce module.
B- La structure de ces enregistrements est utilisable aussi bien dans les modules objets, entre
les compilateurs et l'éditeur de liens, que dans les programmes exécutables, entre l'éditeur de
liens et le chargeur. Expliquer pourquoi. Quels enregistrements ne doivent pas se trouver dans
un programme exécutable?
Exercice 4 : Exemple d'édition de liens
On dispose d'un ensemble de modules définis comme suit:
module PROGRAMME
taille:
332
liens à satisfaire:
adresse lancement:
module ETIQUETTE
module LECTURE
taille:
128
liens utilisables:
NOM
0
SOCIETE
32
ADRESSE
64
CODEPOST 96
VILLE
101
taille:
840
liens utilisables:
liens à satisfaire:
module IMPRESSION
module EDITION
OUVRIR
LIRE
FERMER
EDITER
133
taille:
212
liens utilisables:
taille:
642
liens utilisables:
liens à satisfaire:
OUVRIR
LIRE
FERMER
NOM
SOCIETE
ADRESSE
CODEPOST
VILLE
0
340
732
IMPRIMER
0
EDITER
NOM
SOCIETE
ADRESSE
CODEPOST
VILLE
IMPRIMER
0
On effectue l'édition de liens des modules PROGRAMME, ETIQUETTE, LECTURE, IMPRESSION et
EDITION. Donner, en justifiant brièvement votre réponse:
- les adresses d'implantations de ces modules,
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- la taille totale du programme résultant,
- la table des liens,
- l'adresse de lancement du programme résultant.
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